CN103895642A - 车辆转弯控制方法及车辆转弯控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆转弯控制方法及车辆转弯控制***。本发明提供的车辆转弯控制方法，其实施步骤包括：计算转弯内外侧驱动轮之间的临界容许速度之差；当测定的转弯内外侧驱动轮之间速度之差大于所述临界容许速度之差时向转弯内侧驱动轮分配已设定的制动转矩；为补偿因所述制动转矩引起的减速，计算与所述制动转矩对应的发动机转矩增量值，将所述发动机转矩增量值反映到发动机功率控制上。本发明将与分配的制动转矩对应的发动机转矩增量值反映到发动机功率，以防止因制动转矩造成的减速，并提升车辆驱动性能和驾驶员的操作感。

Description

车辆转弯控制方法及车辆转弯控制***

技术领域

本发明涉及车辆转弯控制方法及车辆转弯控制***，具体是车辆转弯时将在转弯内侧驱动轮损失的发动机功率传递给转弯外侧驱动轮，以提高车辆转弯性能的车辆转弯控制方法及车辆转弯控制***。

背景技术

图1是显示车辆转弯时行驶状态的示意图。根据图1，车辆10转弯时，转弯内侧的驱动轮LW和转弯外侧的驱动轮RW之间旋转半径相异。也就是说，转弯外侧的驱动轮RW的转弯半径比转弯内侧的驱动轮LW大，随之转弯外侧的驱动轮RW比转弯侧的驱动轮LW需要更多的旋转数。为解决所述转弯内外侧驱动轮RW、LW之间旋转数的差异，一般车辆10上装配差动齿轮（DG, Differential Gear），差动齿轮DG将发动机转矩向转弯内外侧的驱动轮RW、LW不等地分配而不管内外侧驱动轮RW、LW的转弯半径差异，仍然使车辆10自然地转弯。

但所述差动齿轮DG向从结构上摩擦力作用较少一侧的驱动轮分配更多的发动机转矩。因此，车辆10转弯时，因离心力而发生转弯内侧驱动轮LW被抬起的现象，转弯内侧驱动轮LW与路面之间的摩擦力变小，则对转弯内侧驱动轮LW分配相对更多的发动机转矩。所述现象在车辆10加速转弯时更加明显。也就是说，车辆10转弯时加速则因离心力而横向加速度逐渐增加，随之负荷从转弯内侧移动至转弯外侧。随之转弯内侧驱动轮LW和路面之间作用的垂直负荷减少，相反转弯外侧驱动轮RW和路面之间作用的垂直负荷会相应地变大，因此被差动齿轮DG分配的发动机转矩会相对地偏向转弯内侧驱动轮LW。

如上所述，转弯内侧驱动轮LW的垂直负荷与路面之间的摩擦力减少、向转弯内侧驱动轮LW分配的发动机转矩增加，最终会引发转弯内侧驱动轮LW的自旋（spin）现象。所述自旋现象会引发发动机转矩的损失，起动控制发动机转矩的TCS控制（Traction Control System）而不能充分应用路面摩擦力，并降低车辆的转弯性能。进一步，发生自旋会使横向摩擦力减少，甚至会导致转向不足（under steer）的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将车辆转弯时转弯内侧驱动轮损失的发动机功率传递到转弯外侧驱动轮，以提升车辆转弯性能的车辆转弯控制方法及车辆转弯控制***。

本发明一方面提供车辆转弯控制方法，其实施步骤包括：计算转弯内外侧驱动轮之间的临界容许速度之差；当测定的转弯内外侧驱动轮之间速度之差大于所述临界容许速度之差时向转弯内侧驱动轮分配已设定的制动转矩；为补偿因所述制动转矩引起的减速，计算与所述制动转矩对应的发动机转矩增量值，将所述发动机转矩增量值反映到发动机功率控制上。

本发明另一方面提供车辆转弯控制***，包括：信号处理部，从车速传感器接收检测信号，计算转弯内外侧驱动轮之间速度之差；目标值计算部，从横向加速度传感器、偏航速率传感器以及转向角传感器接收横向加速度、偏航速率以及转向角检测信号，计算转弯内外侧驱动轮之间的临界容许速度之差；制动转矩计算部，在所述信号处理部计算的转弯内外侧驱动轮之间的速度之差大于所述目标值计算部计算的临界容许速度之差时，向转弯内侧驱动轮分配已设定的制动转矩；以及功率增量计算部，为补偿因所述制动转矩造成的减速，计算出与所述制动转矩对应的发动机转矩增量值，将所述发动机转矩增量值提供给发动机功率控制部。

本发明具有的优点在于：

本发明提供的车辆转弯控制方法及车辆转弯控制***，在车辆转弯时向转弯内侧驱动轮分配一定的制动转矩而减少转弯内侧驱动轮上发生的自旋或打滑。而且根据在转弯内侧驱动轮损失过的发动机转矩被分配的制动转矩，通过差动齿轮（differential gear）传递于转弯外侧驱动轮而最大限度地减少发动机转矩的损失。

此外，本发明提供的车辆转弯控制方法及车辆转弯控制***将与分配的制动转矩对应的发动机转矩增量值反映到发动机功率，以防止因制动转矩造成的减速，并提升车辆驱动性能和驾驶员的操作感。

附图说明

图1是表示车辆转弯时行驶状态的图示；

图2是本发明一个实施例提供的车辆转弯控制方法的控制流程图；

图3是本发明一个实施例提供的车辆转弯控制***的块图。

图中：

100: 车辆转弯控制***;       110: 信号处理部;

120: 目标值计算部;         130: 控制开始决定部;

140: 制动转矩计算部;          150: 功率增量计算部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，并不再详述可能使本发明的技术要点变得不透明的公知的结构。

下面结合附图，对本发明一个实施例的车辆转弯控制方法进行说明。

图2是显示本发明一个实施例的车辆转弯控制方法的控制流程图。根据图2，本实施例的车辆转弯控制方法包括计算车辆转弯半径的步骤。

计算车辆转弯半径的步骤包括：从车辆上安装的横向加速度传感器接收车辆的横向加速度信号，由此计算车辆转弯半径的步骤。计算车辆转弯半径的步骤包括从车辆上安装的偏航速率传感器接收车辆的偏航速率信号，由此计算车辆的转弯半径的步骤。通过横向加速度或偏航速率计算车辆的转弯半径的方法已被该领域公知，不再详述。

而且根据需求，计算车辆转弯半径的步骤是从利用横向加速度计算的第一转弯半径和利用偏航速率计算的第二转弯半径中取相对较小的转弯半径。

本实施例的车辆转弯控制方法包括转弯内外侧驱动轮之间临界容许速度之差的计算步骤。

驱动轮容许速度之差计算步骤是利用所述转弯半径计算步骤中计算的转弯半径和车辆转向角传感器提供的转向角计算出转弯内外侧驱动轮的临界容许速度之差。

所述临界容许速度之差是表示起因于车辆转弯时内外侧驱动轮的转弯半径之差的机构学上的速度之差。也就是说，本实施例的车辆转弯控制方法是车辆以既定角度的转向角转弯时，容许转弯内外侧的机构学上的速度之差，但因自旋（spin）或打滑（slip）等原因在转弯内外侧驱动轮之间出现以上的速度之差时会对此进行控制。

所述临界容许速度之差可以包括多个，例如，所述临界容许速度之差可以包括比第一临界容许速度之差和第一临界容许速度之差大既定程度的第二临界容许速度之差。下面为了说明上的便利，主要围绕所述临界容许速度之差被设定为第一、二临界容许速度之差的状况进行说明。

本实施例的车辆转弯控制方法包括车辆转弯控制与否的判断步骤（下称TVC控制与否判断步骤）。

在TVC控制与否判断步骤中，判断本实施例的车辆转弯控制方法是否处于激活状态。在TVC控制与否判断步骤中，判断本实施例的车辆的转弯控制方法在激活状态，则可以实施需后述的控制开始条件判断步骤。相反，如果判断为非激活状态，则实施状态持续时间计算步骤和结束条件判断步骤，详见下述内容。

本实施例的车辆转弯控制方法包括控制开始条件判断步骤。

控制开始条件判断步骤是在TVC控制与否判断步骤中判断本实施例的车辆转弯控制方法在激活状态时实施。在控制开始条件判断步骤判断是否满足控制开始条件以后决定后述的制动转矩分配步骤的激活与否。

所述控制开始条件包括车辆上安装的其它行驶安全***（Electronic Stability Control, ESC）未被激活。也就是说，控制开始条件判断步骤是只有车辆上安装的其它行驶安全***处于未被激活状态时激活后述的制动转矩分配步骤。因为本实施例的车辆转弯控制方法提供比其它行驶安全***更加便利的功能（就是提升加速转弯时的转弯性能），以其它行驶安全***为优先。

所述行驶安全***是包括防抱死制动***（Anti-lock Brake System，ABS）或车辆动态控制***（Vehicle Dynamic Control, VDC）。所述行驶安全***包括牵引力控制***（Traction Control System, TCS）。牵引力控制***是车辆转弯时发生自旋转等情况时，直接控制发动机转矩确保转弯性能和安全性，根据本实施例的车辆转弯控制方法，如果打滑或自旋程度不够激活牵引力控制***的程度时可以有效应用。牵引力控制***曾在韩国公开专利第10-2010-0057967号（2010年06月03日公开）等公开过，不再详述。

所述控制开始条件包括转弯内外侧驱动轮之间速度之差大于临界容许速度之差。也就是说，在控制开始条件判断步骤，转弯内外侧驱动轮之间速度之差大于临界容许速度之差时可以激活制造转矩分配步骤。此时，转弯内外侧驱动轮之间的速度之差是可以由各驱动轮上装配的车速传感器提供的，临界容许速度之差是如上所述可以通过驱动轮容许速度之差计算步骤提供的。

所述控制开始条件可以包括车辆横向加速度大于已设定的临界横向加速度。也就是说，在控制开始条件判断步骤，将车辆的横向加速度与已设定的临界横向加速度比较后，车辆横向加速度大于临界横向加速度时，可以激活制动转矩分配步骤。因为车辆的横向加速度不大，转弯内外侧之间的负荷移动并不多，因此不需激活制动转矩分配步骤。

所述车辆的横向加速度可以通过车辆上装配的横向加速度传感器提供，临界横向加速度根据车辆的设计条件或行驶条件等设定为适当值。

本实施例的车辆转弯控制方法可以包括制动转矩分配步骤。

在制动转矩分配步骤，根据测定的转弯内外侧驱动轮之间的速度之差向分配转弯内侧驱动轮分配制动转矩。转弯内外侧驱动轮之间的速度之差可以由各驱动轮上装配的车速传感器提供。在制动转矩分配步骤分配的制动转矩可以提供于车辆制动部，制动部是通过电气或者液压式控制，向转弯内侧驱动轮施加制动转矩。此时，高速转弯时过多或急剧的制动力会引起车辆行驶上的不安全，因此所述制动转矩应优选地利用施加低压的一定力矩的制动方式而非摩擦或打滑的制动方式提供。

临界容许速度之差设定为多个时，在制动转矩分配步骤根据各临界容许速度之差分配不同的制动转矩。

例如，如上所述，临界容许速度之差被设定为第一、二临界容许速度之差时，在制动转矩分配步骤测定的转弯内外侧驱动轮的速度之差大于所述第一临界容许速度之差，小于所述第二临界容许速度之差，则向所述转弯内侧驱动轮分配第一制动转矩。而且测定的转弯内外侧驱动轮之间速度之差大于所述第二临界容许速度之差时，在制动转矩分配步骤可以将比所述第一制动转矩大的第二制动转矩分配给转弯内侧驱动轮。使用所述的控制方式时，根据各行驶状态适当施加制动转矩，以提升转弯性能的同时简化控制体系而实现迅速控制。

本实施例的车辆转弯控制方法还可以包括发动机转矩增量值反映步骤。

发动机转矩增量值反映步骤是计算与制动转矩对应的发动机转矩增量值，并提供给发动机功率控制部等而反映于发动机功率控制。也就是说，发动机转矩增量值反映步骤按照计算的发动机转矩增量值增加发动机功率，以补偿因制动转矩引起的车辆减速。

例如，车辆转弯时，若实施所述制动转矩分配步骤，则因分配于转弯内侧驱动轮的制动转矩而使车辆减速。而且比加速转弯时呈现得更加明显，即使驾驶员操作加速，但仍然因所述制动转矩而无法使车辆加速或者反而会发生减速的现象，进而影响车辆驱动性能或者驾驶员的操作感。

本实施例的车辆转弯控制方法根据制动转矩的分配使发动机功率被增加发动机转矩增量值程度，由此在如上所述进行转弯时防止驱动轮性能低下或阻碍操作感。发动机转矩增量值可以根据发动机的种类或者车辆的重量等计算。

在制动转矩分配步骤根据临界容许速度之差分配不同的制动转矩时，在本发动机增量值反映步骤，与此对应地根据各制动转矩，将不同的发动机转矩增量值反映到发动机功率的控制。例如，分配第一制动转矩时计算第一发动机转矩增量值并反映到发动机功率控制，分配第二制动转矩时计算第二发动机转矩增值并反映到发动机功率控制。

本实施列的车辆转弯控制方法还可以包括状态持续时间计算步骤和结束条件判断步骤。

状态持续时间计算步骤和结束条件判断步骤是在所述TVC控制与否判断步骤本实施例的车辆转弯控制方法被判断为非激活状态时实施的。状态持续时间计算步骤计算制动转矩O的状态（也就是说，通过制动转矩分配步骤等未实施控制的状态）持续的时间。结束条件判断步骤是判别状态持续时间计算步骤计算的持续时间是否大于已设定的恒定时间，持续时间大于恒定时间，则判断不需控制而结束控制。在结束条件判断步骤判别车辆的横向加速度是否小于已设定的临界横向加速度，如果小于已设定的临界横向加速度，则判断不需控制而结束控制。

如上所述，本实施例的车辆转弯方法设定车辆转弯时转弯内外则驱动轮之间的临界容许速度之差，利用车速传感器等测定的转弯内外侧驱动轮之间的速度之差超过临界容许速度之差时，向转弯内侧驱动轮分配一定的制动转矩。随之转弯内侧驱动轮上发生的自旋或打滑被制动压力控制，转弯内侧驱动轮上损失的发动机转矩被分配的制动转矩通过差动齿轮（differential gear）传递于转弯外侧驱动轮。由此实现发动机转矩的损失最小化，且转弯外侧驱动轮的驱动力比传统的驱动力更大而提升车辆的转弯性能。尤其，本实施例的车辆转弯控制方法是车辆横向加速度增加的加速转弯时有效应用的，不需直接控制发动机转矩控制或增加硬件，也可以提升转弯性能确保车辆的稳定性。

下面结合附图说明本发明一个实施例的车辆转弯控制***。

根据本实施例可以提供车辆转弯时向转弯内侧驱动轮施加制动转矩的车辆转弯控制***。但其技术要点与前述实施例的车辆转弯控制方法类似，故不再重复说明。

图3是本发明另一个实施例的车辆转弯控制***的块图。根据图3，本实施例的车辆转弯控制***100包括信号处理部110、目标值计算部120、控制开始决定部130、制动转矩计算部140以及功率增量计算部150。

信号处理部110从车辆上装配的各种传感器接收信号并处理信号。信号处理部110从车速传感器接收检测信号，并算出转弯内外侧驱动轮之间的速度之差。

目标值计算部120从车辆的横向加速度传感器、偏航速率传感器和转向角传感器接收横向加速度、偏航速率以及转向角检测信号，由此计算出转弯内外侧驱动轮之间的临界容许速度之差。而且与在前述实施例的驱动轮容许速度之差计算步骤中说明内容类似，故不再详述。

控制开始决定部130可以决定后述的制动转矩计算部140的激活与否。而且与前述实施例的控制开始条件判断步骤或结束条件判断步骤类似，故不再详述。

制动转矩计算部140是在信号处理部110计算的转弯内外侧驱动轮之间速度之差大于目标值计算部120计算的临界容许速度之差时，则向转弯内侧驱动轮分配已设定的制动转矩。也就是说，制动转矩计算部140是转弯内外侧驱动轮之间速度之差大于临界容许速度之差时，向转弯内侧驱动轮施加一定的制动转矩，使损失的发动机转矩通过差动齿轮传递于转弯外侧驱动轮。而且与前述实施例的制动转矩分配步骤类似。

功率增量计算部150用于补偿因分配制动转矩造成的减速，与制动转矩计算部140分配的制动转矩对应地计算出发动机转矩增量值，并提供给发动机功率控制部而按照计算的发动机转矩增量值增加发动机功率。此步骤与前述的发动机转矩增量值反映步骤对应，预防加速转弯时因制动转矩造成减速等现象而提升车辆驱动性能和驾驶员的操作感。

如上所述，本实施例的车辆转弯控制***100是在转弯内外侧驱动轮的速度之差超过临界容许速度之差时，向转弯内侧驱动轮施加既定程度的制动转矩而使损失的发动机转矩传递于转弯外侧驱动轮，并提升车辆的转弯性能。

以上实施例和特定用语仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以通过增加构件、变更、删除或补充等手段对前述各实施例所述的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例所述技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种车辆转弯控制方法，其特征在于，该方法的实施步骤包括：

计算转弯内外侧驱动轮之间的临界容许速度之差；

当测定的转弯内外侧驱动轮之间速度之差大于所述临界容许速度之差时，向转弯内侧驱动轮分配已设定的制动转矩；

为补偿因所述制动转矩引起的减速，计算与所述制动转矩对应的发动机转矩增量值，将所述发动机转矩增量值反映到发动机功率控制上。

2.根据权利要求1所述的车辆转弯控制方法，其特征在于，

所述临界容许速度之差包括第一临界容许速度之差以及比所述第一临界容许速度之差大既定程度的第二临界容许速度之差；

所述制动转矩的分配步骤具体为，

当测定的转弯内外侧驱动轮之间速度之差大于所述第一临界容许速度之差，小于所述第二临界容许速度之差时，向所述转弯内侧驱动轮分配第一制动转矩；

当测定的转弯内外侧驱动轮之间的速度之差大于所述第二临界容许速度之差时，向所述内侧驱动轮分配比所述第一制动转矩大的第二制动转矩。

3.根据权利要求1所述的车辆转弯控制方法，其特征在于，

所述制动转矩的分配步骤是以车辆的其它电子式行驶安全***未被激活为条件实施的。

4.根据权利要求1所述的车辆转弯控制方法，其特征在于，

所述制动转矩的分配步骤是在测定的车辆横向加速度大于已设定的临界横向加速度时实施的。

5.一种车辆转弯控制***，其特征在于，包括：

信号处理部（110），从车速传感器接收检测信号，计算转弯内外侧驱动轮之间速度之差；

目标值计算部（120），从横向加速度传感器、偏航速率传感器以及转向角传感器接收横向加速度、偏航速率以及转向角检测信号，计算转弯内外侧驱动轮之间的临界容许速度之差；

制动转矩计算部（140），在所述信号处理部（110）计算的转弯内外侧驱动轮之间的速度之差大于所述目标值计算部（120）计算的临界容许速度之差时，向转弯内侧驱动轮分配已设定的制动转矩；以及

功率增量计算部（150），为补偿因制动转矩造成的减速，计算出与所述制动转矩对应的发动机转矩增量值，将所述发动机转矩增量值提供给发动机功率控制部。

6.根据权利要求5所述的车辆转弯控制***，其特征在于，

所述目标值计算部（120）包括第一临界容许速度之差和比所述第一临界容许速度之差大既定程度的第二临界容许速度之差；

所述制动转矩计算部（140）在所述信号处理部（110）计算的转弯内外侧驱动轮之间速度之差大于所述第一临界容许速度之差，小于所述第二临界容许速度之差时，向所述转弯内侧驱动轮分配第一制动转矩；

在所述信号处理部（110）计算的转弯内外侧驱动轮之间的速度之差大于所述第二临界容许速度之差时，向所述转弯内侧驱动轮分配比所述第一制动转矩大的第二制动转矩。

7.根据权利要求5所述的车辆转弯控制***，其特征在于，

还包括激活所述制动转矩计算部（140）的控制开始决定部（130）。

8.根据权利要求7所述的车辆转弯控制***，其特征在于，

所述控制开始决定部是在车辆的其它电子式行驶安全***未被激活时，激活所述制动转矩计算部。

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